La NASA prepara una misión para medir con certeza la cantidad de lluvia y de nieve que cae cada año
La gente ha vivido con lluvia y con nieve durante milenios y los científicos han estudiado el clima por más de un siglo. Usted podría pensar que, después de transcurrido todo este tiempo, deberíamos conocer bien todo lo relacionado con las precipitaciones atmosféricas. Pero se equivocaría.
"Es
sorprendente todo lo que desconocemos sobre los patrones globales de la
lluvia y de la nieve", comenta Walt Petersen, científico
atmosférico del Centro Nacional de Ciencia y Tecnología
Espacial (NSSTC, por sus siglas en inglés) y de la Universidad
de Alabama (UAH), en Huntsville.
Por ejemplo, ¿cuánta nieve cae en el mundo
diariamente –y dónde? ¿Qué cantidad de agua se
precipita sobre la Tierra en forma de llovizna?
"Estas son sólo algunas de las preguntas sin resolver",
señala. Hallar las respuestas nos permitiría llenar
grandes vacíos respecto de nuestro conocimiento del sistema
climático de la Tierra. ¿Qué debemos hacer? "La
mejor manera de estudiar las precipitaciones globales es hacerlo desde
el espacio".
Derecha:
Concepto artístico de un radar dedicado al estudio de las
precipitaciones, ubicado en el espacio. Crédito: Walter A.
Petersen, NSSTC/UAH.
Por esta razón, recientemente la NASA financió
una serie de 59 proyectos de investigación a través de su
actual Misión de Medición de Precipitaciones
(Precipitation Measurement Mission, en idioma inglés). Los
estudios examinarán los métodos para mejorar las
mediciones de lluvia y de nieve desde la órbita de la Tierra. El
proyecto de Petersen se encuentra entre los ganadores, y uno de los
temas que estudiará es la nieve:
"La nieve es un problema enorme", comenta Petersen. Resulta
muy difícil calcular la cantidad de nevadas mediante un radar.
Hacerlo con la lluvia es más fácil porque siempre se
trata de simples gotitas llenas de líquido. Los ecos de radar
que provienen de las nubes de lluvia se pueden convertir en porcentajes
de precipitaciones con bastante precisión. Por ejemplo, un radar
a bordo del satélite de la Misión de Medición de
Lluvias Tropicales (TRMM, por sus siglas en inglés), de la NASA,
mide las precipitaciones mensuales con una precisión de
aproximadamente el 10%.
Pero las precipitaciones de agua congelada, como la nieve, son
mucho más variables. Como sabemos, no existen dos copos de nieve
que sean iguales. Las diferencias en tamaño, forma y densidad de
cada copo de nieve indican que todas no caerán a la misma
velocidad, complicando de este modo los trabajos realizados para
estimar los porcentajes de las nevadas. Además, los copos de
nieve tienen muchos ángulos peculiares y "superficies" planas,
los cuales pueden producir ecos confusos para los radares.
Arriba:
Partículas de nieve en el suelo de Canadá. Crédito
de la fotografía: Walter A. Petersen, NSSTC/UAH.
Los problemas no acaban aquí. "El hielo y la nieve
tienen un comportamiento dieléctrico variable según la
cantidad de hielo y de aire que contiene cada partícula",
añade. (Nota: La constante dieléctrica de una sustancia
indica la intensidad con que ésta interactuará con la
onda de radar). "Con las gotas de lluvia, uno maneja principalmente
agua, la cual tiene una constante dieléctrica conocida y fija.
Respecto de la nieve, conocemos la constante dieléctrica del
hielo puro y sabemos cuál es la constante dieléctrica del
aire, pero tanto la cantidad de aire como la de hielo pueden variar
considerablemente de un copo de nieve a otro. Además, los copos
de nieve también se escarchan y se funden. Esto significa que
también se puede encontrar agua en la superficie –¡otra
complicación más!".
Por eso, "nuestros cálculos sobre las nevadas a escala
mundial son muy inciertos", explica Petersen. Esto se aplica tanto para
los radares con base en tierra como para los radares ubicados en el
espacio. Sólo en áreas en donde habitualmente se mide la
profundidad de la nieve mediante métodos de "sondeo del suelo",
los científicos obtienen estimaciones adecuadas sobre la
cantidad de agua que cae en forma de nieve. El problema es que "hay
relativamente pocos de estos sitios de medición, comparados con
la vasta extensión que se necesita medir".
Derecha:
Nivómetros situados en tierra. Crédito de la
fotografía: Gail Skofronick-Jackson, NASA/GSFC.
La nieve desempeña un gran papel en el clima. Cuando el
agua se evapora, transporta mucho calor (razón por la cual la
piel se refresca con el sudor mientras éste se evapora).
Después, cuando esa humedad se condensa dentro de las nubes para
formar copos de nieve, libera este calor almacenado y de ese modo
calienta el aire. Cuanta más nieve se cristaliza, más
calor se libera, lo cual, a su vez, genera viento. Cuando la nieve cae,
extrae agua de la atmósfera y, en consecuencia, la seca
más. La nieve del suelo refleja la luz del Sol hacia el espacio,
lo que contribuye a enfriar el planeta. Por consiguiente, es de vital
importancia aprender a representar correctamente la caída de
nieve a escala mundial en simulaciones climáticas computarizadas
para poder predecir con exactitud el futuro comportamiento del clima
real.
Muchos de los estudios recientemente financiados
desarrollarán métodos para estimar los porcentajes de
nevadas a partir de la información proporcionada mediante radar.
Esto resulta oportuno ya que en el año 2013 la NASA
planea lanzar un nuevo radar a bordo del satélite de la
Misión de Medición de Precipitaciones Globales (GPM, por
sus siglas en inglés). El satélite GPM ampliará
las observaciones del satélite TRMM al estudiar por primera vez
las precipitaciones más allá de los trópicos, en
una órbita inclinada con un ángulo que lo llevará
casi hasta el Círculo Ártico (65 grados de latitud). En
estas altas latitudes, el satélite GPM encontrará mucha
nieve.
Además de nieve, el satélite GPM podrá
detectar precipitaciones menos densas, que el TRMM no puede registrar.
Si la cantidad de lluvia caída es inferior a 1 milímetro
por hora, el TRMM no puede detectarla. Esto casi nunca representa un
problema en los trópicos, pero en latitudes más altas, la
llovizna es algo habitual. A pesar de que es suave, esta lluvia puede
durar días, provocando el movimiento de grandes volúmenes
de agua y liberando mucho calor hacia la atmósfera.
En las naciones industrializadas que cuentan con grandes redes
de medición pluvial se llevan registros adecuados de estas
lluvias suaves. Pero en la mayor parte del mundo, la llovizna no se
registra, lo cual deja un gran vacío en nuestro conocimiento
sobre el ciclo hídrico global. El satélite GPM
podrá detectar lluvia de hasta 2/10 mm por hora.
Aguaceros, llovizna, nieve –"todo es agua", enfatiza Petersen.
"Debemos mantener registros del agua en todas sus formas para
verdaderamente entender el clima de la Tierra".
Fuente:
Ciencia NASA - Marzo 2007